Trabajo De Fisica Corregido.docx

“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA “FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

E.A.P. civil huanacvelica¨ PRESIONES EN LOS PUNTOS QUE V

.

CÀTEDRA: FÍSICA II CATEDRÀTICO: ING. GROVER A. ROJAS CARRIZALES INTEGRANTES :  RAMIREZ QUISPE JIMMY ARTURO  LOAYZA PEREZ VICTOR MANUEL  LLIUYACC HUAMÁN, Isaías  SULLCA AYUQUE, Jymmy Richard  DE LA CRUZ QUISPE, Emerson

CICLO: “III”

DEDICATORIA A nuestros padres que son los pilare fundamentales de nuestra superación ya que sin ellos no hubiera sido posible la realización de este trabajo; y a nuestro docente Ing. Grover Alfredo ROJAS CARRIZALES por su experiencia y sapiencia que brinda a todos nosotros para encaminarnos por el buen camino y así lograr el objetivo deseado.

INTRODUCCIÓN La siguiente investigación se refiere a la Presión Atmosférica, la cual podemos definir como la capa de aire que cubre la Tierra, por efecto de la gravedad, ejerce una presión sobre todos los cuerpos que habitamos en ella. Aunque la capa de la atmósfera se eleva hasta unos mil kilómetros de alto, es solo en los primeros 50 kilómetros donde se condensa la mayor parte del aire. Según nos vamos alejando de la tierra, la densidad de la atmosfera decrece y la fuerza del aire va decreciendo igualmente. La presión atmosférica suele ser más fuerte al nivel del mar y menos fuerte en una montaña elevada. La presión atmosférica, se puede saber si el aire pesa, ya que en la antigüedad por sus creencias pensaban del "horror del vacío", Aparte de esta información se incluyó un experimento en el campo, en este caso nosotros lo trabajos en tres puntos distintos ubicados en pueblos situados alrededor de la ciudad de Huancavelica para que se pueda saber cómo y cuánto es la presión atmosférica en esos puntos y buscar la relación y diferencia entre los resultados, para la realización del trabajo hemos necesitado de un GPS y un termómetro Ambiental para obtener los datos necesarios para el cálculo de las presiones. Las presiones cumplen un papel muy importante en la Ingeniería Civil, en la realización de Obras Civiles de gran vitalidad para un pueblo en desarrollo.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

2. MARCO TEORICO 2.1 Bases teóricas La Presión atmosférica es el peso que ejerce el aire de la atmósfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire. Como se sabe, el planeta tierra está formado por una presión sólida (las tierras), una presión liquida (las aguas) y una gaseosa (la atmósfera).La presión atmosférica varia, no siempre es igual en los diferentes lugares de nuestro planeta y nuestro país, ni en la diferente época del año.

Figura 2 .se observa como el hombre soporta todo el peso del aire. CALCULO DE LA PRESION ATMOSFERICA Para medir la presión consta con la ayuda de un aparato llamado Barómetro, que inventado por el físico Italiano llamado Evangelista Torricelli en el año 1643. En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica el Héctor Pascal (HPA). La presión normal sobre el nivel del mar son 1013,2 HPA. Para medir la presión atmosférica, se usa el barómetro. En meteorología se usa como unidad de medida de presión atmosférica el hectopascal (hPa). La presión normal sobre el nivel del mar son 1013,2 hPa. En el barómetro de mercurio su valor se expresa en términos de la altura de la columna de mercurio de sección transversal unitaria y 760mm de alto. Con base en esto decimos que una atmósfera (atm) estándar es igual a 760mm Hg (milímetros de mercurio). Utilizaremos como conveniencia la unidad Torricelli (torr) como medida de presión; 1 torr= 1mm Hg, por lo que 1 atm=760 torr; por lo tanto 1 torr= 1/760 de una atmósfera estándar.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

TORRICELLI El físico italiano Evangelista Torricelli fue el primero en medir la presión atmosférica (1643). Para ello empleó un tubo de 1m de longitud abierto por un extremo, y lo llenó de mercurio. Dispuso una cubeta, también con mercurio y volcó cuidadosamente el tubo introduciendo el extremo abierto en el líquido, hasta colocarlo verticalmente. Comprobó que el mercurio bajó hasta una altura de 760mm sobre el líquido de la cubeta. Puesto que el experimento se hizo al nivel del mar, decimos que la presión atmosférica normal es de 760mm de Hg Esta unidad se llama atmósfera y esta es la razón de las equivalencias anteriores. La explicación de este resultado es que la atmósfera ejerce una presión que impide que todo el mercurio salga del tubo. Cuando la presión atmosférica iguala a la presión ejercida por la columna de mercurio, el mercurio ya no puede salir del tubo. Poco tiempo después de la experiencia de Torricelli Blaise Pascal predijo que la presión atmosférica debe disminuirse cuando se asciende por una montaña ya que la columna de aire saturada es cada vez menos. Su cuñado se encargó de hacer la experiencia y comprobó la hipótesis en 1658 a medir que ascendía al monte puy-de-dome observo el descenso de la columna mercurial del Barómetro. FACTORES DE VARIACIÓN La presión atmosférica varía por la acción de factores como la altura, temperatura y la humedad. ALTURA: a mayor altura la presión disminuye y a menor altura, aumenta. Al ascender de aire soporta menor peso, el aire se expande y ejerce menor presión. TEMPERATURA: el aire caliente pesa menos que el aire frío y tiende al elevarse, si observamos una olla con agua puesta al fuego, vemos como el vapor de agua sube (sube porque está caliente). Con altas temperaturas, el aire se calienta, se hace liviano, y asciende y origina baja presión. Con bajas temperaturas, el aire se enfría, se hace pesado, desciende y origina alta presión. Aquí se aplica la regla: a mayor altura, menor temperatura; a menor altura, mayor temperatura; es decir, si estamos en una montaña alta, hace frío, pues la temperatura es baja. Si estamos en el llano que es bajo, la temperatura es alta, es decir, hace mucho calor. La presión puede variar en un mismo lugar geográfico, de acuerdo con los cambios de temperatura que ocurra durante el día. En las zonas ecuatoriales, las temperaturas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

son altas y la presión atmosférica baja. En zonas polares existen bajas temperaturas por consiguiente la presión atmosférica es alta durante todo el año. En las zonas templadas la temperatura varía durante todo el año, por eso la presión también es variable: alta en invierno y baja en verano. HUMEDAD: En lugares donde hay mayor humedad, hay menor presión y viceversa, si hay menor humedad, mayor presión; esta situación está estrechamente relacionada con la altura.

2.1.a).VARIACION DE PRESION EN GASES EN ESTADO ESTATICO Desde el punto de vista que este fluido es compresible donde su volumen varia (no es constante) y por consiguiente su densidad tampoco lo es P=Po +ρgh haciendo la altura h=z P=Po +ρgh el principio de pascal no permite la construcción de prensas hidráulicas en gases por que los gases su volumen es muy variable.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

El principio de Arquímedes todavía se puede aplicar en gases E A (empuje aerostático) 𝑃 = 𝑃𝑜 + 𝜌𝑔𝑧 … … … … … . . (1) 𝑠𝑖 𝑃 =

𝑚 𝑣 𝑑𝑒 (1) 𝑃 − 𝑃𝑜 = 𝜌𝑔𝑧 𝑑𝑃 = 𝜌𝑔𝑑𝑧 𝑑𝑃 = 𝜌𝑔 𝑑𝑧

Para un fluido compresible (gas) Para un fluido incompresible (liquido)

𝑃 ≠ 𝑐𝑡𝑒 𝑃 = 𝑐𝑡𝑒

NOTA: la densidad de los gases varía casi proporcionalmente a la presión.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

𝝆𝟏 =

𝒎 𝒎 → 𝒗𝟏 = 𝒗𝟏 𝝆𝟏

𝝆𝟐 =

𝒎 𝒎 → 𝒗𝟐 = 𝒗𝟐 𝝆𝟐

por ecuación general del gas 𝑃1 𝑉1 𝑃2 𝑉2 = 𝑇1 𝑇1

{𝑇1 = 𝑇2

𝑃1 𝑉1 = 𝑃2 𝑉2 (𝑙𝑒𝑦 𝑑𝑒 𝑗𝑜𝑐𝑘𝑒) … … . (2) 𝝆=

𝒎 𝒎 → 𝒗𝟏 = 𝒗𝟏 𝝆𝟏

𝑉1 𝒚 𝑉2 𝑒𝑛 (1) 𝑚 𝑚 𝑃1 ( ) = 𝑃2 ( ) 𝝆𝟏 𝝆𝟐 𝑃1 𝑃2 ( ) = ( ) … … … (3) 𝝆𝟏 𝝆𝟐 𝑷𝟏 = 𝑷𝟎 𝑷𝟐 = 𝑷 𝑷𝟏 = 𝑷𝟎 = 𝑷𝒂𝒕𝒎 𝑃

𝑃

:. 𝝆0 = 𝝆 → 𝟎

𝑷𝟎 =

𝑷𝝆𝟎 𝝆

(𝟐)𝒆𝒏 (𝟏) 𝑃 𝒛 𝑃 ∫ 𝑑𝑃 = − ∫ ( 𝜌0 ) 𝑔𝑑𝑧 𝑷𝟎 𝒛𝟎 𝜌 𝑃 𝒛 𝑑𝑃 𝜌0 ∫ = − 𝑔 ∫ 𝑑𝑧 𝜌 𝑷𝟎 𝑃 𝒛𝟎

… … … … . (4)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

𝒍𝒏(𝒑) − 𝒍𝒏(𝑷𝟎 ) = − 𝒍𝒏 (

𝜌0 𝑔(𝒛 − 𝒛𝟎 ) 𝜌

𝑷 𝜌0 ) = − 𝑔(𝒛 − 𝒛𝟎 ) 𝑷𝟎 𝜌

[𝒍𝒏(

𝑷

𝜌 [− 0 𝑔(𝒛−𝒛𝟎 )]

)]

𝒆 𝑷𝟎 = 𝒆 𝜌 𝜌 𝑷 [− 0 𝑔(𝒛−𝒛𝟎 )] =𝒆 𝜌 𝑷𝟎 𝑷 = 𝑷𝟎 𝒆 𝑷 = 𝑷𝟎 𝒆

𝜌 [− 0 𝑔(𝒛−𝒛𝟎 )] 𝜌

𝜌 [− 0 𝑔(𝒛−𝒛𝟎 )] 𝜌

………………………ecuación que se usara para

calcular las presión

2.1.b).VARIACION DE LA DENSIDAD DE UN GAS ESTATICO CON LA T° QUE VARIA LINEALMENTE CON LA ALTURA 𝒈𝑴

𝜷(𝒁 − 𝒁𝟎 ) 𝜷𝑹 𝑷 = 𝑷𝟎 (𝟏 + ) 𝑻𝟎 𝒌 𝒈 Donde 𝜷 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟔𝟓𝟎 𝒎 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟑𝟓 𝒎 𝑱 𝑵𝒎 𝑹 = 𝟖. 𝟑𝟏𝟒𝟓 = 𝟖. 𝟑𝟏𝟒𝟓 𝒎 𝒎𝒌 𝒈𝒓 𝑴 = 𝟐𝟖. 𝟗𝟔 𝒎𝒐𝒍

RESULTADOS PAMPA CHACRA: discripcion: esta ubicado 10km de Huancavelica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

CONCLUSIONES 1) El trabajo en equipo", tal vez esto suene relevante pero es vital al momento de realizar el trabajo de campo, todos debemos aportar el 200% estar siempre con buenos ánimos y apoyarnos unos entre otros, para la correcta medición de la temperatura o correcto desempeño de cualquier trabajo. 2) Otra conclusión que el grupo podría tomar en cuenta es el énfasis que tiene este trabajo de campo, la importancia que este posee para los futuros trabajos de física II" que podremos realizar en nuestra carrera; principalmente porque esto es vital para cualquier trabajo que se nos presente en nuestras vidas laborales. 3) hoy en día la medida de presión está normalizada en pascal de acuerdo con la organización internacional de estandarización (izo). El pascal en un newton por metro cuadrado (1 n / m²).

RECOMENDACIONES 1) Sugerir

a mis compañeros ver revistas, videos y otros referidos a Física II que hay muchas que los sirva de utilidad. Para hacer nuestros trabajos, artículos o una tesis, es importante emplear programas de textos tal como LATEX o similares, de modo que los trabajos y la escritura salen de alta calidad inmejorable es la mejor opción que los puedo sugerir. 3)

4)

Tener los conocimientos claros. Para aligerar el trabajo.

5) El

estudiante encargado de llevar acabo el tomado de apuntes, para luego registrar los resultados a la libreta física II, deberá de tener una metodología, ya que deberá de ser entendible no solo a las integrantes del grupo, sino a toda persona que pueda entender el trabajo que realizamos.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

Bibliografía 1) Apuntes en clases de Física II. (Universidad Nacional de Huancavelica). Ing. Alfredo Grover Rojas Carrizales. 2) Serway. Física. Editorial McGraw-Hill (1992) 3) Tipler P. A. Física. Editorial Reverté (1994). 4) Alonso M. y Finn E. J. Física. Editorial Addison-Wesley Interamericana (1995). 5) Varios autores. Física I. Primer cuatrimestre de Ingeniería Industrial. Curso 1998-99. Dpto. Física Aplicada I, E. T. S. I. Industriales y de Telecomunicación (Bilbao). 6) Varios autores. Física II. Segundo cuatrimestre de Ingeniería Industrial. Curso 1998-99. Dpto. Física Aplicada I, E. T. S. I. Industriales y de Telecomunicación (Bilbao). 7) Eisberg, Lerner. Física. Fundamentos y Aplicaciones. Editorial McGraw-Hill (1983). 8) Gettys, Keller, Skove. Física Clásica y Moderna. Editorial McGraw-Hill (1991). 9) Burbano S., Burbano E., Gracia C. Física General. Editorial Tebar (2004) 10) Goldemberg. Física general y experimental. Editorial Interamericana (1972).

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

11) Sears, Zemansky, Young. Física Universitaria. Editorial Fondo Educativo Interamericano (1986). 12) Melissinos A. C., Lobkowicz F. Physics for Scientist and Engineers. W. B. Saunders & Co (1975). 13) Facultad de Ciencias. Prácticas de Laboratorio. Universidad de Bilbao (1970).

14) Lorrain, Corson. Campos y ondas electromagnéticas. Editorial Selecciones Científicas (1972). 15) Reitz J. R., Milford F. J., Christy R. W. Fundamentos de la teoría electromagnética. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana (1996). 16) Cheng D. K. Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana (1997). 17) Panofsky, Phillips. Classical electricity and magnetism. Editorial AddisonWesley (1972). 18) Purcell. Electricidad y Magnetismo. Berkeley Physics Course. Editorial Reverté (1969). 19) Feynman, Leighton y Sands. The Feynman Lectures on Electromagnetismo y materia. Fondo Educativo Interamericano (1972).

Physics:

20) Landau y Lifshitz. Física Teórica. Electrodinámica de los medios continuos. Editorial Reverté (1975).

ANEXO I Fotos en pampa chacra: Vista panorámica de pampa chacra:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

Fotos en los lugares fijados:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

FOTOS EN WAILACUCHO: Vista panorámica de wailacucho:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

Fotos en los lugares indicados:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

FOTOS EN EL ARCO: Vista panorámica del arco:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

Fotos en los lugares indicados:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE INGENIERIA “ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE” “INGEÑIERIA CIVIL HUANCAVELICA”

ANEXO II: El plano para llegar a los lugares indicados: